2MN鐓鍛液壓機本體設(shè)計

word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯wordword文檔下載后可任意復(fù)制編輯2MN鐓鍛液壓機本體設(shè)計大摘要本次設(shè)計內(nèi)容是針對鐓鍛工藝所需要的設(shè)備——鐓鍛機進行本體分析2MN的裝配等，并且進行了強度校核。同時，對于本次設(shè)計工作進行了總結(jié)。關(guān)鍵詞 鐓鍛；液壓機；本體結(jié)構(gòu)word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯wordwordAbstractThedesignisaimedatupsettingthenecessarytechnologyequipment-Upsettingmachineontologyanalysisanddesignwork.ByanalyzingUpsettingUpsettingtechnologyandmachines,andtheadvantagesofhydraulictransmissionlink,accordingtoreferencematerials,design2MNhydraulicupsettingpartofthebody.Thedesignoftheoverallprogramincludestheanalysisanddesign,thedesignofthecomponentsselected,theassembly,suchasthetotalbody,andastrengthcheck.Atthesametime,designworkforthismeetingaresummarized.Keywords Upsetting；hydraulicmachines,；bodystructure目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 1課題背景 1鐓鍛機的種類 1鐓鍛液壓機的用途及其優(yōu)勢 2設(shè)計2MN鐓鍛液壓機的主要工作內(nèi)容 3第2章液壓缸的設(shè)計與校核 42MN液壓鐓鍛機本體設(shè)計技術(shù)參數(shù) 4液壓缸設(shè)計概述 4液壓缸的結(jié)構(gòu)簡圖 5液壓缸的損壞情況及分析 5損壞部位及特點 5損壞的原因 6鐓鍛缸的設(shè)計 6內(nèi)徑的確定 6活塞桿的直徑 7缸壁的厚度 8支撐形式選擇 9缸體法蘭的尺寸 9缸底部件的設(shè)計及計算 鐓鍛缸強度的校核 總體受力分析 中端圓筒部分 法蘭部分 12缸底部分 13缸的附件及密封形式 15夾緊缸的設(shè)計 16內(nèi)徑的確定 17活塞桿的直徑 17缸壁的厚度 18缸體法蘭的尺寸 19缸底部件的設(shè)計及計算 20夾緊缸強度的校核 20總體受力分析 20中端圓筒部分 21法蘭部分 21缸底部分 23缸的附件及密封形式 24第3章鐓鍛液壓機輪廓尺寸設(shè)計 27立柱直徑的估算 27液壓機輪廓尺寸設(shè)計考慮的因素 28橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計 28上梁結(jié)構(gòu)設(shè)計 29上橫梁的強度計算 31活動橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計 35下橫梁核校 36第4章立柱的設(shè)計 41危險截面直徑的確定 41螺紋的確定 41立柱螺紋預(yù)緊的計算 42預(yù)緊轉(zhuǎn)角 42立柱和螺紋的強度校核 43立柱的變形計算 43結(jié)論 44致謝 45參考文獻 46附錄Ⅰ開題報告 47附錄Ⅱ文獻綜述 59附錄Ⅲ文獻譯文及原文 66word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯1課題背景鐓鍛機是屬于鍛壓機械中的線材成形自動機大類中高效率﹑自動化的﹑螺母﹑銷釘﹑鋼球﹑球頭銷﹑火花塞等汽﹑鐓鍛機的種類（1）自動冷鐓機 自動冷鐓機在大批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)（如螺栓軸承行業(yè)中得到了很廣泛的應(yīng)用自動冷鐓機按機械傳動系統(tǒng)不同可以分為曲柄式自動冷鐓機和曲柄扛桿式自動冷鐓機，其中前者是最廣泛的應(yīng)用形式現(xiàn)在自動冷鐓機的工位主要是垂直排類而這些工位是直線型式排類由夾鉗幫運半成品件冷鐓機主要包括單擊整模冷鐓機雙擊整模冷鐓機高速雙擊整模冷鐓機以及三擊工位冷鐓機和滾柱鋼球自動冷鐓機螺栓聯(lián)合自動鐓鍛機等。熱鐓機 熱鐓機的用途很廣泛，如用來加工制造螺栓和軸承毛坯的鍛造例如哈爾濱軸承集團從日本引進的HBP—120和HBP—160高速熱鐓機，以其高精度、高效率、高自動化程度而成為公司的重點設(shè)備，主要用塔鍛、擠壓軸承內(nèi)外圈鍛件。AMPAMP34AMP電熱鐓機 電熱鐓機主要用來進行①料、管料的端部鐓粗，比如氣閥、螺釘?shù)裙ぜ募庸?；②中部鐓粗，比如用于汽車、拖拉機的變速桿自行車腳踏板等零件的中部鐓粗陰模鐓粗如汽車半軸小端的臺肩等零件的鐓粗。利用電鐓工藝加工具有周期短、效率高、節(jié)省材料等優(yōu)點。近些年來，電鐓機有新的發(fā)展，一使開發(fā)出數(shù)控電鐓機并已成功應(yīng)用；二使正在研制伺服電機驅(qū)動的新型電鐓機。這些新發(fā)展都會使電鐓機的性能得到提高，得到更廣泛的應(yīng)用。鐓鍛液壓機的用途及其優(yōu)勢液壓機是一種通用的鍛壓設(shè)備，屬重型機械，是利用液壓傳動技進行壓力加工的設(shè)備是制品成形生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一與機械壓力機相比，它具有壓力和速度可在大范圍內(nèi)無級調(diào)整，可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力，結(jié)構(gòu)布置靈活，各執(zhí)行機構(gòu)可 很方便地達到所希望的動作配合等優(yōu)點因此液壓機在我國國民經(jīng)濟的各行各業(yè)尤其塑性加工領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。如：板材成形；管、線、型材擠壓；輪軸壓制，校直等等。各種類型液壓機的迅速發(fā)展， 有力地促進了各工藝的發(fā)展和進步。因此將液壓原理引入鐓鍛機，設(shè)計出液壓鐓鍛機，便是十分有優(yōu)勢和效益的。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展對重型汽車的需求量將越來越大因而對長桿類長軸(管)類鍛件的需求也在日益增長人們對鍛件的尺寸精和生產(chǎn)效率提出了越來越高的要求，因而對液壓機的鍛造速度和壓下精度的要求也隨之提高目前長桿類和長軸(管)類鍛件大多采用平鍛機鍛造，但由于平鍛機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴，其應(yīng)用在很大程度上受到工廠規(guī)模和鍛件經(jīng)濟批量的限制。對于一些產(chǎn)量 已構(gòu)成統(tǒng)一批量，但品種較多單一品種批量較小以及諸品種工藝參數(shù)相 差較大的長桿類長軸(管類鍛件，不適于采用平鍛機生產(chǎn)。2MN臥式液壓鐓鍛機即是針對該類零件而研制的一種專用模鍛設(shè)備?？梢援a(chǎn)生優(yōu)異的經(jīng)濟效益。2MN次設(shè)計的主要內(nèi)容如下：(1）確定2MN鐓鍛液壓機的本體機構(gòu)設(shè)計的初步方案。(2）通過計算，確定本體個部件的主要尺寸，選用材料，并進行力學(xué)校核。(3)對鐓鍛機本體結(jié)構(gòu)進行簡要的分析和總結(jié)。第2章 液壓缸的設(shè)計與校核2.1 2MNP1：P2：

2MN2MN31.5MPaS：350mm1S：200mm2P：

60mm/s0.2MN100mm/s坯料直徑D： 60mm液壓缸設(shè)計概述液壓缸是液壓機中將高壓液體的壓力勢能轉(zhuǎn)換為有用機械功的主要執(zhí)缸三種。（1）柱塞式液壓缸此機構(gòu)在水壓機中應(yīng)用最多，廣泛用于主工作缸，回程缸，工作臺移動缸及平衡缸等處。它結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但只能單方向作用，反向運動則需用回程缸來實現(xiàn)。雙作用缸，在中小型油壓機上應(yīng)用很普遍。3）差動式液壓缸差動柱塞在上導(dǎo)套及下導(dǎo)套內(nèi)運動，這種結(jié)構(gòu)多了一有上、下兩處導(dǎo)向，可以承受較大的偏心距。由于2MN鐓鍛機的噸位較小，并且活塞缸的結(jié)構(gòu)簡單，所以選用活塞缸。液壓缸的結(jié)構(gòu)簡圖圖2-1 鐓鍛液壓缸液壓缸的損壞情況及分析損壞部位及特點數(shù)，裂紋是逐步形成和擴展的，屬于疲勞破壞。45°。缸的法蘭部分 首先在缸外部法蘭過渡的圓弧處出現(xiàn)裂紋逐漸沿著環(huán)向及向內(nèi)壁擴展，最后裂透，或者裂紋擴展到螺釘孔，使法蘭局部脫落個別嚴(yán)重情況，甚至沿過渡圓角處法蘭整園開裂而脫落。缸底 首先在內(nèi)部過渡圓角處開始出現(xiàn)環(huán)形裂紋逐漸向外壁擴展裂透。氣蝕 液壓缸也有因氣蝕產(chǎn)生蜂窩狀麻點而損壞尤其在進水孔內(nèi)壁容易產(chǎn)生氣蝕。損壞的原因起來主要有以下幾個方面：設(shè)計方面 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計的不合理，如法蘭高度太小或法蘭外徑過大使綜合應(yīng)力過高而損壞從缸壁到法蘭的過渡區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理也引起很大的應(yīng)力集中在結(jié)構(gòu)允許而又能加工的情況下過渡區(qū)應(yīng)盡可能光滑圓弧半徑也應(yīng)盡可能的增大從缸底到缸壁的過渡區(qū)會產(chǎn)生彎曲應(yīng)并有應(yīng)力集中此外圓弧半徑太小是缸底破裂的主要原因之一一般不應(yīng)于1/8液壓缸的缸內(nèi)直徑。加工制造方面 由于法蘭基缸底圓弧過渡區(qū)有應(yīng)力集中如加工光潔度很差，有明顯刀痕，會對應(yīng)力集中很敏感，降低疲勞強度。特別是缸底過渡圓弧加工比較困難更應(yīng)注意圓筒筒壁部分的損壞多半是制造過程中引起的，如整體鍛造或鑄造安裝使用方面液壓缸法蘭與橫梁接觸面應(yīng)要求80%以上的面積接4/50.05mm缸處筋板布置不合理，也會導(dǎo)致法蘭接觸面上支反力分布不均，引起不允許的。鐓鍛缸的設(shè)計內(nèi)徑的確定設(shè)鐓鍛缸的內(nèi)徑為D1

，內(nèi)半徑為R，由公式可得：1P=P*S=P*ΠR21 1式中P1

為鐓鍛缸的公稱壓力，P為介質(zhì)壓力P1P1PπR1式中P=2MN=2×106 N P=31.5MPa1帶入公式得圓整后，取

R =0.14220m=142.20mm1R=145mm1即 D=2R=290mm1 1活塞桿的直徑由給定的設(shè)計參數(shù)知回程力F=0.2MN=2×105N1依據(jù)公式

F=π(R2-r1 1 1式中r設(shè)為活塞桿半徑1R2R21F1πPr1代入數(shù)據(jù)F=2×105N R=145mm P=31.5MPa1 1得 r=0.13785m=137.85mm1從適當(dāng)增大回程力考慮，圓整取r=135mm1所以，鐓鍛缸活塞桿d=270mm1缸壁的厚度液壓缸常用的材料有ZG35，35#，45#，20MnM。本液壓缸采用45#鋼。有經(jīng)驗公式得：

[σ]σ s

355154N/mm2154MPa2.3or

PR1R2

2

R22 )1052-R R2 1 1PR2 R2o 1 2 )105t R22

R2 R21 1PR2o 1 105z R22

R21式中P為介質(zhì)壓力 R為所求應(yīng)力點位置的半徑R1R2強度核算時，應(yīng)力第四強度理論1 12o 2z

σt

t

στ

τ

σ2]2z最大合成當(dāng)量應(yīng)力發(fā)生在缸內(nèi)壁，3R2o 2 P105max

R2R22 1omax應(yīng)該小于許用應(yīng)力[σ]3R2 2 P105R2R22 1現(xiàn)已知缸的內(nèi)半徑R以及[σ]，由上式導(dǎo)出計算液壓缸外半徑R的公式]]]- 3P105將數(shù)值

RR2 1代入上式

R=145mm [σ]=154Mpa P=31.5MPa1R=180.44mm2考慮到整個缸體結(jié)構(gòu)尺寸及其安裝，取R=205mm2故鐓鍛缸壁厚

δ=R-R=60mm2 1支撐形式選擇缸底支承橫梁的接觸情況不易測量。目前這種支承型式在大型模鍛液壓機上使用較多。法藍支承液壓缸以法蘭支承并安裝在橫梁上由缸外壁的兩個環(huán)形面積與橫梁相構(gòu)合理，滿足工藝要求。壞也多出現(xiàn)在這個部位。缸體法蘭的尺寸外半徑r4查《機械手冊》σ =(F／A)×104≤[σ ]y H n y其中 F——該缸能發(fā)出的最大能量HA——法蘭接觸橫梁面積n[σ ]——許用應(yīng)力y由公式得到：{2／[π(r4計算得到：

F=2MNHr≥23.74cm4考慮到法蘭的安裝，及其穩(wěn)定性，可靠性等因素取r=280mm4法蘭高度h一般有

H=(1.5:2)δ, δ=60mm故h=90:120mm取h=105mm過渡圓角一般有 R=(0.15:0.25)δ有 R=9:15mm故 R=15mm缸底部件的設(shè)計及計算由經(jīng)驗公式知： t=（1.5-2）δ所以缸底厚度t取 t=120mm鐓鍛缸強度的校核總體受力分析橫梁支撐面上的支撐反力來平衡。液壓缸按受力情況可以分成三部分，即缸底，法蘭和中間厚壁圓筒。中端圓筒部分

=145mm3內(nèi)3

=205mm外所產(chǎn)生當(dāng)量應(yīng)力帶入數(shù)據(jù)求得

r 2-r外 內(nèi)

r 2P外332052

-1452

205231.5109.2MPa因為許用應(yīng)力[σ]=140MPa,所以σ<[σ]所以經(jīng)過校核，缸壁部分是安全的。法蘭部分經(jīng)常用來核算法蘭部分強度的方法主要有米海耶夫方法、羅薩諾夫方力學(xué)粗略強調(diào)校核。采用簡化算法，有如下假設(shè)：假設(shè)橫梁的支撐反力為一元集中力，作用在法蘭觸面上，平均半徑為

的半徑上，r 1(rrR)3 3 2 4 2分析缸體圓筒的彎曲時，認(rèn)為內(nèi)力P作用在缸壁的平均半r5的圓周上，r

1(

r)5 2 1 2不考慮內(nèi)壁的壓力對缸壁和法蘭引起的徑向位移；由于垂直于缸軸線方向上的法蘭的剛度比較大，因此由力及力偶引起的徑向位移可以忽略不計。46460.32)(rr)(r r)3rln外r1221內(nèi)46460.32)(205145)(205145)32051450.042所以得到r 1r R250mm3 2 4 2r 1(rr)175mm5 2 1 2P(rr)M3 5 h (12) h r41 42

2r5

(h1

)3lnr1P--平均半徑為r5

的圓周上的單位長度上的軸向力h為板厚，1P=2MN/m.h

=60mm1代入上式得到M=1.7N/m根據(jù)板的圓柱面彎曲公式在法蘭與缸體圓筒連接處表面由彎矩產(chǎn)生的軸向應(yīng)力為：' 0.6M0.61.7105280Μa'Z h2

0.62由軸向力引起的軸向拉應(yīng)力為：P"Z

HH10(r2r2)2 1 2106總的軸向拉應(yīng)力為

103.14(0.20520.1452)3.03MPa 'Z Z

"Z

2803.03283.03MPa Z所以法蘭部分經(jīng)校核是安全的。缸底部分將缸底部分簡化為受均布載荷作用周邊剛性固定的中心孔有空的圓板力為圖3-3缸底部分簡圖 P 0.751t2其中P為缸內(nèi)液體壓力，r為缸的內(nèi)半徑1為t缸低厚度。υ為缸底因開口而引入的削弱系數(shù)，2a工作流量

2r2a 2r1 word文檔下載后可任意復(fù)制編輯 qVSVD260103(410103)2m3/s4 410-3m/s管內(nèi)流速V=4.5m/S0管徑4qV047.91033.144qV047.91033.144.5油口直徑取50mm油口型式選GB/T2878A型油口。Pr20.751t231514520.75 1050.661202522.6105Pa所以，經(jīng)過校核，缸底部分是安全的。經(jīng)過校核，液壓缸的強度符合要求。缸的附件及密封形式密封件阻力小，磨損小，壽命長，使用維修方便，易拆換，成本低，制造容易。于壓制變形，價格低廉等。在工作缸與柱塞之間，我國目前采用的是夾布人字形密封，由支撐環(huán)、word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯HG4-337-66。設(shè)計中必須采用非標(biāo)準(zhǔn)時，允許采用相鄰較大一檔的密封圈，以45°導(dǎo)套ZQSn6-6-3H/d0.5-1.0液壓機。我國已擬定了工作缸導(dǎo)套標(biāo)準(zhǔn)JB2003-76500mm500mm，與柱塞的配合為D/dc。4 4根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JB2003.24A選擇導(dǎo)套。壓蓋壓蓋選JB2001.22.00A活塞桿成?；钊麠U有實心的也有空心的?；钊麠U在導(dǎo)向銅套中作往復(fù)運動，偏心載荷時還會發(fā)生傾斜，因此要求其表面必須具有足夠的硬度及小的粗糙度，以免過早磨損，或因表面拉毛，拉成溝槽而導(dǎo)致?lián)p壞?；钊麠U表面拉壞后，會直接影響密封壽命，引起高壓液體的漏損。Q2351.25以下，HRC40~45。改善了柱塞導(dǎo)套及密封的磨損情況；雙球面中間桿連接多用于大型液壓機，2MN鐓鍛液壓機的鐓鍛缸的活塞桿與水平導(dǎo)向裝置相連接，連接方式是單球面連接。夾緊缸的設(shè)計內(nèi)徑的確定設(shè)夾緊缸的內(nèi)徑為D1

，內(nèi)半徑為R，由公式可得：1P=P*S=P*ΠR21 1式中P1

為夾緊缸的公稱壓力，P為介質(zhì)壓力由公式變形得：P1P1Pπ1式中P=2MN=2×106 N P=31.5MPa1

R =0.14220m=142.20mm1R=145mm1即 D=2R=290mm1 1活塞桿的直徑由給定的設(shè)計參數(shù)知回程力F=0.2MN=2×105N1依據(jù)公式F=π(R2-r1 1 1式中r設(shè)為活塞桿半徑1R2R2F11πPr1代入數(shù)據(jù)F=2×105N R=145mm P=31.5MPa1 1得 r=0.13785m=137.85mm1從適當(dāng)增大回程力考慮，圓整取r=135mm1所以，夾緊缸活塞桿d=270mm1缸壁的厚度液壓缸常用的材料有ZG35，35#，45#，20MnM。本液壓缸采用45#鋼。有經(jīng)驗公式得：

[σ]σ s

355154N/mm2154MPa2.3or

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R22 )1052-R R2 1 1PR2 R2o 1 2 )105t R22

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R2R22 1o 應(yīng)該小于許用應(yīng)力[σ]max3R2 2 P105R2R22 1現(xiàn)已知缸的內(nèi)半徑R以及[σ]，由上式導(dǎo)出計算液壓缸外半徑R的公式1 2將數(shù)值

RR]]]- 3P105代入上式

R=145mm [σ]=154Mpa P=31.5MPa1R=180.44mm2考慮到整個缸體結(jié)構(gòu)尺寸及其安裝，取R=205mm2故夾緊缸壁厚

δ=R-R=60mm2 1缸體法蘭的尺寸外半徑r4查《機械手冊》σ =(F／A)×104≤[σ ]y H n y其中 F——該缸能發(fā)出的最大能量HA——法蘭接觸橫梁面積n[σ ]——許用應(yīng)力y由公式得到：計算得到：

F=2MNH{2／[π(r2-222)]}×104≤804r≥23.74cm4考慮到法蘭的安裝，及其穩(wěn)定性，可靠性等因素取r=280mm4法蘭高度h一般有故

H=(1.5:2)δ, δh=90:120mm取h=105mm一般有有故

R=(0.15:0.25)δR=9:15mmR=15mm缸底部件的設(shè)計及計算由經(jīng)驗公式知： t=（1.5-2）δ所以缸底厚度t取 t=120mm夾緊缸強度的校核總體受力分析橫梁支撐面上的支撐反力來平衡。液壓缸按受力情況可以分成三部分，即缸底，法蘭和中間厚壁圓筒。中端圓筒部分

=145mm3內(nèi)3

=205mm外所產(chǎn)生當(dāng)量應(yīng)力帶入數(shù)據(jù)求得

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205231.5109.2MPa因為許用應(yīng)力[σ]=140MPa,所以σ<[σ]所以經(jīng)過校核，缸壁部分是安全的。法蘭部分經(jīng)常用來核算法蘭部分強度的方法主要有米海耶夫方法、羅薩諾夫方力學(xué)粗略強調(diào)校核。采用簡化算法，有如下假設(shè)：假設(shè)橫梁的支撐反力為一元集中力，作用在法蘭觸面上，平均半徑為

的半徑上，r 1(rrR)3 3 2 4 2分析缸體圓筒的彎曲時，認(rèn)為內(nèi)力P作用在缸壁的平均半徑為r5的圓周上，r

1(

r)5 2 1 2不考慮內(nèi)壁的壓力對缸壁和法蘭引起的徑向位移；46460.32)(rr)(r r)3rln外r1221內(nèi)46460.32)(205145)(205145)32051450.042r 1r R250mm3 2 4 2r 1(rr)175mm5 2 1 2所以得到P(rr)M3 5 h (12) h r41 42

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的圓周上的單位長度上的軸向力h為板厚，1P=2MN/m.h

=60mm1代入上式得到M=1.7N/m根據(jù)板的圓柱面彎曲公式在法蘭與缸體圓筒連接處表面由彎矩產(chǎn)生的軸向應(yīng)力為：M 1.7105' 0.6Z h2

0.6 00.62由軸向力引起的軸向拉應(yīng)力為：P"Z

HH10(r2r2)2 1 2106103.14(0.20520.1452)3.03MPa總的軸向拉應(yīng)力為 'Z

"Z

280 Z所以法蘭部分經(jīng)校核是安全的。缸底部分 word文檔下載后可任意復(fù)制編輯 將缸底部分簡化為受均布載荷作用周邊剛性固定的中心孔有空的圓板力為圖3-3缸底部分簡圖Pr20.75t2其中P為缸內(nèi)液體壓力，r為缸的內(nèi)半徑1為t缸低厚度。υ為缸底因開口而引入的削弱系數(shù)，2a工作流量

2r2a 2r1qVSVD260103(410103)2m3/s4 410-3m/s管內(nèi)流速V0管徑

=4.5m/S4qV047.91033.144qV047.91033.144.5word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯油口直徑取50mm油口型式選GB/T2878A型油口。0.75

Pr21t231514520.75 1050.661202522.6105Pa所以，經(jīng)過校核，缸底部分是安全的。經(jīng)過校核，液壓缸的強度符合要求。缸的附件及密封形式密封件阻力小，磨損小，壽命長，使用維修方便，易拆換，成本低，制造容易。于壓制變形，價格低廉等。在工作缸與柱塞之間，我國目前采用的是夾布人字形密封，由支撐環(huán)、HG4-337-66。設(shè)計中必須采用非標(biāo)準(zhǔn)時，允許采用相鄰較大一檔的密封圈，以45°導(dǎo)套ZQSn6-6-3H/d0.5-1.0液壓機。我國已擬定了工作缸導(dǎo)套標(biāo)準(zhǔn)JB2003-76500mm500mm，與柱塞的配合為D/dc。4 4根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JB2003.24A選擇導(dǎo)套。壓蓋壓蓋選JB2001.22.00A活塞桿成?；钊麠U有實心的也有空心的?；钊麠U在導(dǎo)向銅套中作往復(fù)運動，偏心載荷時還會發(fā)生傾斜，因此要求其表面必須具有足夠的硬度及小的粗糙度，以免過早磨損，或因表面拉毛，拉成溝槽而導(dǎo)致?lián)p壞?；钊麠U表面拉壞后，會直接影響密封壽命，引起高壓液體的漏損。Q2351.25以下，HRC40~45。改善了柱塞導(dǎo)套及密封的磨損情況；雙球面中間桿連接多用于大型液壓機，命長。使用時球面保持良好的潤滑。2MN單球面連第3章 鐓鍛液壓機輪廓尺寸設(shè)計立柱直徑的估算形引起的彎曲應(yīng)力，立柱只承受簡單的軸向拉力，其拉應(yīng)力為： Pp nF

104[]P——液壓機的公稱壓力（N；——每根立柱的截面積n——立柱的根數(shù)。[σ45σ50-80MPaF≥P／(n[σ=2×106÷(4×80×106)=62.5cm2F d24式中：d——為立柱直徑F面積。d=7.9cm此為立柱的最小直徑值，取d=100mm液壓機輪廓尺寸設(shè)計考慮的因素液壓缸的尺寸；工作臺尺寸：B=350mm,T=350mmc.上、下橫梁的高度；初選方法：（3～3.5）×立柱直徑（3.5～4）×立柱直徑（3～4）×上梁的高度：3.5×100mm=350mm下梁的高度：4×100mm=400mm活動橫梁高度：4×100mm=400mm橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計橫梁包括上橫梁、下橫梁（或稱工作臺）和活動橫梁（或稱滑塊。橫中小型液壓機橫梁多數(shù)為整體結(jié)構(gòu)，而大型液壓機橫梁由于受制造和上梁結(jié)構(gòu)設(shè)計上橫梁斷面分布應(yīng)根據(jù)其受力情況來考慮，一般梁中部高度較兩端稍具體要求如下：0.06/1000mm；0.05/1000mm；鎖緊螺母接觸面與調(diào)節(jié)螺母接觸面（面）0.16/1000mm；0.12/1000mm；H7/f7；1～2mm。word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯wordword文檔下載后可任意復(fù)制編輯上橫梁的強度計算1）液壓缸的環(huán)形接觸面平均直徑D（cm）D=1/2(r4+r2+R)=1/2（280+205+15）=250mm=25cm各段剪力為如圖所示，最大剪力Q=F/2=1×106N最大彎矩在梁的中點，且Mmax

=F/2(b/2-D/Π)=1×106（100/2-25/3.14）=0.42×106N·mb 立柱的寬邊中心距（cm）word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯word文檔下載后可任意復(fù)制編輯F 液壓機工稱壓力(N)最大的撓度在梁的中點：f =[P/（48EJ）](b/2–D/π)[3b2 –4(b/2-D/π)2]+[KPb/0（4GA）][1-2D/(πb)]E----E----梁的彈性模量（N/cm2）J----梁的截面慣性矩（cm4）G----梁的剪切彈性模量（N/cm2）A----梁的截面積（cm2）K----截面形狀系數(shù)1可將此截面簡化成圖2所示的等效截面。計算中間截面最大彎矩M=F/2(b/2-D/Π)max=1×106（100/2-25/3.14）=0.42×106計算中間截面慣性矩

N·m將等效截面分成若干個小矩形面積，此處分為三塊（見圖2W-WJwJ =∑J+∑Saw 0i ii式中 J0i

----每塊矩形的面積對本身形心軸的慣性矩（cm4）J =bh3/120i iib 每塊矩形面積的寬度（cm）ih 每塊矩形面積的高度（cm）iS---- W-W（cm3）iS =Aai iiA 每塊矩形的面積（cm2）ia ---- W-W（cm）i再求出整個截面的形心軸到W-W軸的距離h1h =∑S/∑A1 i i整個截面對形心的慣性矩為J =J–h2∑Az w 1 i為了方便，可用表3-1來輔助計算。表3-1輔助計算數(shù)據(jù)分塊序號寬×高biAi=bi×hihiaiS=Aai iiJ=Sai iiJ=bh0i iicmcmcm2cmcm3cm4cm4157528532.59262.5301031.25593.75216.825421.5156322.594837.5219503.125357528525712.51781.25593.75∑130.8635991.55016297.539765023140.625J =∑J+∑Saw 0i iih===23140.625+397650420790.625cm4∑S/∑A1i i=16297.5÷991.5=16.44cmh=h–h2 1

=35-16.44=18.56cmJ= J–h2∑Az w 1 i=152814.35cm4最大壓應(yīng)力為σ=Mh/Jy max1 z最大拉應(yīng)力為

=42×106×16.44÷152814.35=4518.424N/cm2=45.2MPaσ =Mh/J1 max2 z=42×106×18.56÷152814.35=5101.092N/cm2=51.0MPa均小于鑄鋼梁的許用應(yīng)力[σ]=80MPa。6）核算上橫梁中點撓度f，按下式0f =[P/（48EJ）](b/2 –D/π )[3b2 – 4(b/2- D/π )2] +[ KPb/0（4GA）][1-2D/(πb)]式中 E=2.1×107N/cm2G=E/[2(1+μ)]=8.08×106N/cm2J=1.5×105cm4A=991.5cm2 K=1.2將以上各數(shù)據(jù)帶入f0

計算公式得f =0.125mm0則 f/b=0.125mm÷1m=0.125mm/m＜0.15mm/m0比允許值小，剛度較好，強度也安全?；顒訖M梁結(jié)構(gòu)設(shè)計1—3—50行程的二分之一。從結(jié)構(gòu)上來看，活動橫梁行程終止無機械限程，即無限程裝置，依靠電活動橫梁僅受擠壓及較小彎曲，因此對活動橫梁計算可以略。下橫梁核校下橫梁的受力情況經(jīng)常隨不同的工藝而變化，分為以下四種情況：集中載荷均布載荷（3）用馬架鍛造（4）偏心載荷由于本設(shè)計中，工藝為模鍛鐓粗，故簡化為均布載荷可知在I-I截面有：Mmax

=Fb/2-q/2（b/2-L/2）2式中:b=1000mm (寬邊中心距)L=360mm （模具長度）q=F/L=2×106÷(360×10-3)=5.6×106N代入數(shù)值Mmax

=2×106÷2×1÷2-5.6×106÷2×（1÷2-0.36÷2）2=0.5×106-0.28672×106=0.21×106NmFτmax

=F/2=1.0×106NI-I截面處尺寸示意圖如下由上圖可知，截面均勻?qū)ΨQ則I =∑（I +e2A）x ci ci i=2×[800×503÷12+1752×50×800]+40×3003÷12=4.3×1011mm4截面最大彎曲應(yīng)力為MI maxI拉x

h 0.21106 0.4 2 4.3101110-12 284.6MPa 拉故強度校核為安全截面剪切力主要由立板承受其最大剪應(yīng)力F1.5Fmax

1.511064.69MPamax

0.40.8 ]max故校核剪切力結(jié)果安全。下橫梁所產(chǎn)生的最大撓度fmax

11Pl3K Pl648 EI 6GA其中P=2.0×106N l=1.0mE=210×109 K=1.2G=6×1010 A=400×800mm2=0.32m2代入公式fmax

11 2.010613 2.01061.0 1.2 2.12105648 2101090.43 6610100.32則下橫梁相對撓度：f 2.12105max 0.0212mm/mb 1其許用相對撓度值為0.15mm/m所以撓度校核為安全。第4章 立柱的設(shè)計危險截面直徑的確定式計算 P 0.785D0

2nP—公稱壓力；D—立柱最小直徑；0n—立柱數(shù)量；—立柱許用拉伸應(yīng)力，如果液壓機只受中心載荷，可取為(700 800)105Pa已知P=2.0×106N ,n=4 ，[σ]=700×105Pa2.01060.785D240

700105解之得取

D 94.38mm0D 95mm0螺紋的確定根據(jù)立柱的結(jié)構(gòu)知，立柱退刀槽處最危險，所以取退刀槽處立柱直徑為95mm，由此可選出立柱螺紋梯形螺紋，公稱直徑100mm。立柱螺紋預(yù)緊的計算C ，Ce z

—螺紋和立柱在單位力作用下的變形Z—預(yù)緊系數(shù)取1.5L ，Le zE ，Ee n ，n

—螺紋和立柱的長度—螺紋和立柱的彈性模量—螺紋和立柱的數(shù)目e zF ，F(xiàn)e 則有

螺紋和立柱的截面積L 2.5080.20C e 2.851010e nFE

0.12e e e 2101094( )22L 2.508C z 2.641010z nFEz z

z 2101094

0.12)22PZPC

1.51801042.851402KNy預(yù)緊轉(zhuǎn)角

g CCe z

2.852.64預(yù)緊時，螺母轉(zhuǎn)過弧長S{mm}，在立柱冷卻后引起立柱的彈性伸長為(mm) S t （D其中 D—螺母外徑t—螺距預(yù)緊應(yīng)力L—橫梁立柱孔高度E—彈性模量200103MPa

EJ L 100~120MPaJ根據(jù)公式

SEt

41202001030.008

35mmPC(PC y e

C) 1402103(2.852.64)1010 z 2 2 S 0.035立柱和螺紋的強度校核由于設(shè)計是根據(jù)強度進行的，故強度無須校核立柱的變形計算有公式而

g PZP Py z

(3-9) P Cz y z

(3-10)PCg z

/z14021032.641010/1.52.468104m而0.0001Pg

故校核為安全。結(jié)論通過“2MN液壓鐓鍛機”的設(shè)計，可以得到以下結(jié)論：式液壓缸的控制，準(zhǔn)確復(fù)位，操作方便。如毛刺等問題，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。老師們能批評指正，以期進一步完善設(shè)計。致謝在此一并表示感謝。最后，還要感謝在外文打字排版方面給予我?guī)椭耐瑢W(xué)。參考文獻1、俞新陸主編 液壓機、機械工業(yè)出版社，19952、張志文主編 鍛造工藝學(xué)，西北工業(yè)大學(xué)出版社，19833、何德譽主編 曲柄壓力機，機械工業(yè)出版社，19924、韓曉娟主編 機械設(shè)計，機械工業(yè)出版社，20005、俞新陸主編 液壓機現(xiàn)代設(shè)計理論，機械工業(yè)出版社，20006曹美新主編 冷擠壓液壓機的強度計算剛度理論計算及實例分析上海交通 大學(xué)出版社，19847、楊永才主編 機械設(shè)計新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊，北京科技出版社，19938、吳宗澤主編 機械設(shè)計實用手冊，化學(xué)工業(yè)出版社，19999、孟少龍主編 機械加工工藝手冊，機械工業(yè)出版社，199110、徐灝主編 新編機械設(shè)計師手冊，機械工業(yè)出版社，1995版社，199012、何存光主編 液壓元件，機械工業(yè)出版社，198213、肖景客主編 精密模鍛，機械工業(yè)出版社，198514、楊寶光主編 鍛壓機械液壓傳動，機械工業(yè)出版社，198015出版社公司，1988附錄Ⅰ燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告體設(shè)計學(xué)院（系：里仁學(xué)院年級專業(yè)：082學(xué)生姓名：黃謝指導(dǎo)教師：郭寶峰323一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義???????????????????????????????????二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題???????????????????????????????????三、研究步驟、方法及措施???????????????????????????????????四、研究工作進度???????????????????????????????????五、主要參考文獻???????????????????????????????????六、指導(dǎo)教師意見???????????????????????????????????指導(dǎo)教師簽字：年 月 日七、系級教學(xué)單位審核意見：審查結(jié)果：□通過 □完善后通過 □未通過負(fù)責(zé)人簽字：年 月 日一．綜述本課題國內(nèi)外的研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義是塑性加工領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。缺點是承受偏心載荷能力較差，剛度較低。單臂式結(jié)構(gòu)又稱“C”形床身，的青睞。2MN設(shè)備。二．所研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題所研究的基本內(nèi)容1-2立柱、后梁和水平拉桿組成的鐓鍛機架、鐓鍛液壓缸和水平滑塊(凸模支承座)等主要部件，用來實現(xiàn)熱毛坯的局部鐓粗成形。夾緊機架和鐓鍛機架均為預(yù)應(yīng)力組合機架結(jié)構(gòu)。前梁為兩個機架的共用部分，既是夾緊部分的立柱，又是鐓鍛部分的橫梁，它把兩個相對獨立的部分結(jié)合起來，構(gòu)成一個有機的整體。夾緊滑塊即上模座在前梁內(nèi)上下往復(fù)運動。由于在鐓鍛和拔模時的承載要求，其導(dǎo)向結(jié)構(gòu)采用了楔塊式結(jié)構(gòu)。上模座在前梁內(nèi)側(cè)八面導(dǎo)向，前后方向間隙可調(diào)。該導(dǎo)向結(jié)構(gòu)承載能力強，壽命長，調(diào)整方便。鐓鍛滑塊即水平滑塊局部加熱的鍛件毛坯由前梁方孔水平送入模膛，夾緊滑塊向下運動，上下鍛模夾緊毛坯。鐓鍛滑塊向前推進，鐓鍛凸模使毛坯被加熱部分發(fā)生塑性變形。鍛造結(jié)束后，鐓鍛滑塊首先拔模返回，退至原位，然后夾緊滑塊回程，取出鐓件。至此，完成一次工作循環(huán)。（2）擬解決的主要問題液壓機本體結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮以下四個基本原則：1、盡可能好地滿足曲軸彎曲和鐓鍛工藝要求，便于操作2、具有合理的強度與剛度，使用可靠，不易損壞3、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，具有良好的制造、安裝工藝性。4、具有很好的經(jīng)濟性，重量輕，制造維修方便三、研究步驟、方法及措施研究步驟液壓缸的設(shè)計1、液壓缸的設(shè)計及計算P，p，構(gòu)。材料初選45?；钊揭簤焊捉Y(jié)構(gòu)見圖2、缸體強度校核在確定了液壓缸的公稱壓力、液體工作壓力和各部分結(jié)構(gòu)形式之后，就處的計算。其計算簡圖見圖3、液壓缸中其他部件的設(shè)計液壓機機身結(jié)構(gòu)分析1、前梁結(jié)構(gòu)形式前梁為兩個機架的共用部分，既是夾緊部分的立柱，又是鐓鍛部分的1采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，有上蓋板、下蓋板、前面板、后面板、支承導(dǎo)向板等，主要承受彎矩和壓力，其強度和剛度對成形工件精度有著重要的影響。2、下橫梁的結(jié)構(gòu)形式21梁、上橫梁由垂直拉桿固定為一整體垂直機架。液壓機本體結(jié)構(gòu)中承載的關(guān)鍵部件,其強度和剛度對成形工件精度有重要的影響。3、立柱的結(jié)構(gòu)形式度和必要的硬度。立柱與上橫梁、工作臺的聯(lián)接方式是表明立柱結(jié)構(gòu)的主要特征。在選擇調(diào)整機器的精度。機身設(shè)計計算技術(shù)參數(shù)：鐓鍛力P1： 2MN夾緊力P2： 2MN介質(zhì)壓力p： 31.5鐓鍛工作行程S1：350mm夾緊工作行程S2：200mm工作速度V： 60mm/s回程力P： 0.2MN回程速度v： 100mm/s坯料直徑D： 60mm2MN2MN機本體結(jié)構(gòu)進行詳細(xì)計算，具體計算過程見說明書。根據(jù)以上條件便可對2MN液壓鐓鍛機本體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。方法及措施為了順利完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù),課題研究需分段進行：刊數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)上資料。其次，液壓機設(shè)計，包括總體方案設(shè)計及論證，并繪制方案簡圖。再次，液壓機各零部件設(shè)計計算，繪制各零部件圖與二維裝配圖。最后，鐓鍛機構(gòu)設(shè)計計算四．研究的工作進度周次周次工作進度第一周搜集、學(xué)習(xí)資料第二至四周方案論證與方案設(shè)計、翻譯資料第五至七周總體設(shè)計方案參數(shù)計算：力學(xué)、工藝、結(jié)構(gòu)第八至十周設(shè)備圖部分零件圖第十一至十三周繪制主要零部件圖第十四至十五周編寫設(shè)計說明書第十六周畢業(yè)設(shè)計工作審查，完成全部設(shè)計內(nèi)容，答辯。五．主要參考文獻俞新陸.液壓機.北京:機械工業(yè)出版社,1992:2-3俞新陸.液壓機現(xiàn)代設(shè)計理論.北京:機械工業(yè)出版社,1987:31-38王衛(wèi)衛(wèi).材料成形設(shè)備.北京:機械工業(yè)出版社,2004,10:86-116機械設(shè)計手冊。機械設(shè)計手冊編委會。機械工業(yè)出版社，2007材料力學(xué)。白象忠主編?？茖W(xué)出版社。2008，1韓曉娟主編。機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008，2六、指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師簽字：年 月 日七、系級教學(xué)單位審核意見：審查結(jié)果：□通過 □完善后通過 □未通過負(fù)責(zé)人簽字：年 月 日附錄Ⅱ燕山大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻綜述2MN液壓鐓鍛機本體結(jié)構(gòu)設(shè)計學(xué)院（系年級專業(yè)：082學(xué)生姓名：黃謝指導(dǎo)教師：郭寶峰完成日期：2012323一、課題國內(nèi)外現(xiàn)狀在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，國內(nèi)外都趨向于集成化、封閉式設(shè)計。插裝面的原因，國內(nèi)采用封閉式循環(huán)油路設(shè)計的系統(tǒng)還不多見。在安全性方面，國外某些采用微處理器控制的高性能液壓機利用軟等功能。2004101320062004320052國產(chǎn)液壓機在國內(nèi)的市場占有率超過90%，出口產(chǎn)品的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的比例很少，不到5%，只有少數(shù)企業(yè)的產(chǎn)品具備出口條件，大多出口到第三美的產(chǎn)品較少。(4(5)在質(zhì)量水平上，隨著用戶對產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，國內(nèi)外各液1234總體上講，國產(chǎn)液壓機在質(zhì)量上和國外一些較知名公司的產(chǎn)品還有一液壓機的質(zhì)量會接近和趕上國際水平。二、研究主要成果中國液壓機行業(yè)經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展，在技術(shù)及生產(chǎn)上已經(jīng)基本成熟，其國內(nèi)市場占有率是其他機床所不能比擬的但和國際發(fā)達國家的專業(yè)液壓機制造公司如米勒萬家頓、舒勒、川崎油工相比，尚有較大的差距。隨著方工業(yè)革命，機器鍛造代替了手工鍛造。各種形式的鍛造設(shè)備不斷出現(xiàn)。1859~1861年在維也納鐵路工場就有了第一批用于金屬加工的 7000KN，10000KN1934194470000KN150000KN、300000KN1955315000KN450000KN1955196030000KN700000KN大型模鍛水壓機。解放前，我國沒有液壓機制造工業(yè)，只有一些修配用的小型液壓機。解3010000KN31500KN750MN，用于金屬的模鍛成型。隨著金屬壓制和拉伸制80年CMCPC三、發(fā)展趨勢據(jù)相關(guān)專業(yè)人士分析，未來十年，中國鍛造工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⒅饕性谝韵挛鍌€方面。（1）為提升企業(yè)的形象和提高生產(chǎn)效率，現(xiàn)在國內(nèi)企業(yè)也開始使用和采購自動生產(chǎn)線和自動上下料的液壓機。一些企業(yè)也開始在原人工上下料的液壓機生產(chǎn)線上配上機器人而改造成半自動的生產(chǎn)線。1234行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。在美國的沖壓線中，有70%為多工位壓力機，日本的沖壓線中的多工位壓力機也占到總線數(shù)的32%而在國內(nèi)的沖壓線中幾乎沒有多工位壓力機?？焖俑咚僖簤簷C在批量生產(chǎn)中能成倍地提高效率!如果液壓機的率能提高一倍"則一條生產(chǎn)線可代替兩條生產(chǎn)線，在用戶投資增加不大的情況下一條線即可代替兩條線。 一般的普通液壓機的快降及回程速度只有100～200mm/s而現(xiàn)在的快速液壓機則已經(jīng)高達450mm/s。國外的一些高小型液壓機每分鐘的行程次數(shù)達到數(shù)百次以上。由于快速液壓機的誕生，2000年后新建的汽車沖壓線采用液壓機的比例已達65%以上"而在上世90動上下料裝置的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)高效率工作。依托電液比例技術(shù)、傳感器、電子、計算機、網(wǎng)絡(luò)等提升液壓機的80速度、精確的壓力及位置控制等功能開始應(yīng)用于一些高檔液壓機中。在電在環(huán)保、節(jié)能方面，今后在液壓機的設(shè)計及制造中應(yīng)引起各制造企1如一臺依靠溢流閥溢流保壓的液壓機消耗的能源可能是閉泵保壓的液壓機223四、存在問題近年來，隨著國際交往的日益增多和外資在中國鍛造行業(yè)的投入日漸增加強企業(yè)的技術(shù)研發(fā)能力，提升新產(chǎn)品的開發(fā)能力。機床行業(yè)的高端競爭在很大程度上取決于產(chǎn)品的技術(shù)含量，中國的液壓機行業(yè)要想占立專門的液壓機研究機構(gòu)及人員，以提高液壓機的綜合技術(shù)水平。加強企業(yè)間的聯(lián)合，把主機生產(chǎn)企業(yè)、自動送料企業(yè)、研究院所聯(lián)互關(guān)聯(lián)的技術(shù)。提高產(chǎn)品質(zhì)量，提供高可靠性的產(chǎn)。在液壓系統(tǒng)的可靠性、安裝質(zhì)水線的生產(chǎn)。五、主要參考文獻壓裝備及控制技術(shù)，2004，(4).20042005-04.制技術(shù),2005,(3).技術(shù)，2005，(6).劉慶印.我國鍛壓設(shè)備產(chǎn)業(yè)競爭力分析.鍛壓技術(shù)，2005，(5).吳柏林.20052006工藝，2006，(1).俞新陸.液壓機.北京:機械工業(yè)出版社,1992:2-3俞新陸.液壓機現(xiàn)代設(shè)計理論.北京:機械工業(yè)出版社,1987:31-38王衛(wèi)衛(wèi).材料成形設(shè)備.北京:機械工業(yè)出版社,2004,10:86-116機械設(shè)計手冊。機械設(shè)計手冊編委會。機械工業(yè)出版社，2007材料力學(xué)。白象忠主編?？茖W(xué)出版社。2008，1指導(dǎo)教師審閱簽字：年 月 日說明：文獻綜述版面設(shè)置為：B52.5cm2cm，2.4cm2cm。203.本科畢業(yè)設(shè)計（論文）1000附錄Ⅲ提高拉深工藝的液壓壓力來提高拉深程度摘要1mm3.536mm1998有。關(guān)鍵詞：拉深工藝液壓增強沖擊力緒論2.2通過控制拉深各個階段的壓料力能夠使拉深體法蘭處的摩擦阻力保持在較小的狀態(tài)，從而將拉深系數(shù)提高到某種較高的狀態(tài)值。567艾爾-塞巴耶對液壓拉深成形機械系統(tǒng)的力學(xué)進行分析，并結(jié)合了冷加工硬8（1）自動生成的壓邊力（2）單僅需要單動壓力機。更好的理解力學(xué)過程進行了理論和有限元分析。工藝原理工藝基礎(chǔ)圖如圖1所示。圖1增強拉深液體壓力示意圖5%，壓料塊就會接觸臺階將多余的壓料力轉(zhuǎn)移到臺階上而不是邊上，用這種方法就可以避免多余的壓料力。圖2液壓壓力增強拉深模具2以得到，假設(shè)壓料力，PH（1）dtσ2r0，r1μ為摩擦系數(shù)，p生的壓力，σ1rDP坯料，壓料塊和模具的受力圖如圖3所示。圖3坯料，壓料塊，模具的受力關(guān)系圖p上的力，該力不接觸坯料。因此，壓料塊所受向下的力為：該力由壓邊力來平衡：因此：那就是：在公式r4r3pHP0.95mm1mm0.95mm，此后多余的力將會轉(zhuǎn)移到模具上而并非拉深體的法蘭處。該臺階的作用在上訴分析中被忽視的部分。實驗在200噸壓力機上的模具實驗已經(jīng)進行，如圖5所示。圖4在壓力機上的模具組件圖片80-126mm350°C212mm936mm。本文中的所有理論126mm126mm-132mm0.95mm液體的壓力是在凸模不斷沖擊模具時產(chǎn)生的。當(dāng)壓力達到最大值時，5量出來的壓力。圖5不同拉深系數(shù)下的液體壓力（實驗結(jié)果）4.結(jié)果與討論圖6表示了用公式（1）計算出的不同拉深系數(shù)下的壓力曲線。5612力不作用于坯料而是作用于模具表面，所以計算出來的壓料力要大于估計7（1）最大液體壓力。圖6不同拉深系數(shù)下的液體壓力（計算結(jié)果）圖7坯料不同直徑處的最大液體壓力50mm100mm36mm為用有限元對現(xiàn)有的過程的仿真。75Mpa圖示繪制了用公式（1）81）中并沒有考慮。9100mm時，在拉深體的邊緣也有稍微的細(xì)化現(xiàn)象。0.05mm進一步變形。圖8拉深系數(shù)為2.8的拉深體分析和用有限元仿真的壓力曲線圖9由有限元仿真計算的拉深系數(shù)為2.8的應(yīng)變分布曲線10（3.5）應(yīng)變，應(yīng)變的變化與簡單的拉深相似。圖10拉深系數(shù)為3.5的拉深體沿中心線的應(yīng)變分布圖11不同拉深系數(shù)的拉深體厚度方向的應(yīng)變分布113.03.33.5133.5結(jié)論3.5mm圖12拉深系數(shù)為3.5的拉深體圖片 word文檔下載后可任意復(fù)制編輯 word文檔下載后可任意復(fù)制編輯 其它拉深體四周厚度的變化都很小。參考文獻S.Thiruvarudchelvan,W.G.Lewis,Deepdrawingwithblankholderapproximatelyproportionaltothepunchforce,Trans.ASMEJ.Eng.Ind.(1990)278–285.S.Yossifon,J.Tirosh,Onthepermissible?uid-pressurepathinhydroformingdeepdrawingprocesses—Analysisoffailuresandexperiments,Trans.ASMEJ.Eng.Ind.110(1988)146–152.B.Larsen,Hydromechanicalformingofsheetmetal,SheetMet.Ind.(1977)162–166.H.Amino,K.Nakamura,T.Nakagawa,Counter-pressuredeepdrawinganditsapplicationintheformingofautomobileparts,J.Mater.Process.Technol.23(1990)243–265.S.Thiruvarudchelvan,Hydraulicpressure-assistedcupdrawingprocessesreview,ASMEYearbook,SingaporeChapter,1992,pp.17–24.6]K.Nakamura,T.Nakagawa,Fracturemechanismandfracturecontrolindeepdrawingwithhydrauliccounterpressure.Studiesonhydrauliccounterpressureforming,J.Jpn.Soc.Technol.Plast.25/26:(284)831–838;(298)1110–1116;(290)284–290;(299)1188–1194.M.J. Hillier,Themechanicsofsomenewprocessesofcupdrawing,Appl.Mech.ASME36(1969)304–309.M.G.El-Sebaie,Plasticinstabilityconditionswhendeep-drawingintoahighpressuremedium,Int.J.Mech.Sci.15(1973)485–501.D.Y.Yang,J.B.Kim,D.W.Lee,Investigationintomanufacturingoflongcupsbyhydromechanicaldeepdrawingandironingwithcontrolledradialpressure,Ann.CIRP44(1995)255–258.[10]K.Lange,HandbookofMetalForming,McGraw–Hill,NewYork,1985,pp.20.1–20.69.[11]S.Yossifon,K.Sweeney,T.Altan,Onthe acceptableforcerangeinthedeepdrawingprocess,J.Mater.Process.Technol.33(1992)175–194.[12]S.Thiruvarudchelvan,Anovelhydraulic-pressureaugmenteddeepdrawingprocess,Technol.54(1995)355HydraulicpressureenhancementoftheprocesstoyielddeepercupsS.Thiruvarudchelvan*,H.B.Wang,G.SeetSchoolofMechanicalandProductionEngineering,NanyangUniversity,NanyangAvenue,Singapore639798,SingaporeReceived12July1997AbstractInanovelprocessrecentlydevelopedbythepresentauthors,highhydraulicpressureproportionaltothepunchforce generatedinthetoolingaugments drawing action of the punch, provides blank holding, and lubricates theblank–tool interfaces, yielding deeper cups. This hydraulic-pressure-assisteddeep-drawingtechnique,whichenableslargedrawratios,isintroducedinpaper. Hydraulic pressure proportional to the punch force provides theblank-holdingforce,whichincreasesfromzeroatthebeginningtoamaximumandthendropstozeroattheendofdrawing —somewhatsimilartothecriticalminimumrequiredtosuppresswrinkling.Thishelpstominimizethefrictionalresistanceatthe?angeattheinitialcriticalstageofdrawing.Thehydraulicpressureisalsoappliedontheperipheryofthe?angeofthecup,sothatthedrawingisperformedinapush–pullmanner,enablinghigherdrawratiosthose achieved in the conventionaldeep-drawingprocess.Theprocessinherentadvantagessuchastheautomaticcoordinationofthepunchforce,thehydraulicpressureandtheblank-holdingforce,andlowfrictionbetweenblankandthetooling,asahigh-pressureliquidlubricatestheseinterfaces.Thisprocessneedsonlyasingle-actionpressunaidedbyanycushion,therebyreducingthecapitalinvestmentneeded.Theprincipleoftheprocessisexplainedinthispaper.Resultsofexperimentsconductedusingannealedaluminumblanksofthickness1mmtodrawcupsof36mmdiameteratdrawratiosofupto3.5arereportedhere.A?nite-elementanalysisoftheprocesshasalsobeencarriedout.Measuredhydraulicpressuresarecomparedwiththosecalculatedusingasimpleanalyticalmethodandthosefromthe?nite-elementanalysis.Strainandthicknessmeasurementstakenwithcupsdrawnbythisprocessarealsopresented.?1998ElsevierScienceS.A.Allrightsreserved.IntroductionThedeep-drawingprocess,whichisusedwidelyinindustry,producescupsatdrawratiosoflessthanabout2.2.Varioustechniquesareadoptedtoachievehigherdrawratios.Inconventionaldeepdrawing,theprocessparametersareselectedcarefullytoenablethedrawingof goodqualitycupsatthemaximumpossibledrawratios.Improvementsinthetooling,properlubricationofthedieandoptimumdesignofthepunchanddieradii,mayincreasethelimitingdrawratioslightly.Bycontrollingtheblank-holdingforceateachstageofdrawing[1],frictionalresistanceattheofthecupbeingdrawncanbekeptlow,therebyincreasingthedrawratiotoasomewhathighervalue.Inordertoovercomethelimitationsoftheprocess,andtoobtaingoodqualitycups,newvariationshavebeenintroducedovertheyears,notableinthiscategory being hydroforming [2], hydro-mechanical forming [3] counter-pressuredeepdrawing[4].Eachoftheseprocesseshasdistinguishingfeaturesandlimitations[5].Variousinvestigationshavebeenconductedtoimprovetheprocesses[6].Theyarealreadyemployedinindustryinspecializedapplications.Hillierusedasimpleapproachtostudythemechanicsoftheseprocesses [7]. El-Sebaieanalyzedthe mechanics of hydro-mechanical drawing,incorporatingtheeffectsofworkhardeningandanisotropicmaterialproperties[8].Yangetal.[9]carriedouta ?nite-elementanalysistodeterminethe effects of ?uid pressure on the deformation in hydromechanical drawing.Intheaboveprocesses,therearesomecommonphenomenathatareresponsiblefortheincreasedlimitingdrawratiosachieved.hydraulic-pressure-augmenteddeep-drawingprocessinvestigatedinthiswhilsthavingsomecommonfeatureswiththeaboveprocesses,hasalsodistinctlynewfeatures,thesefeaturesincludingthefollowing:(i)automaticgenerationoftheblank-holdingforce;(ii)simplicityofthetoolingandoperation,needingonlyasingleactionpress.Also,thepresentprocessdoesnotrequirearubberdiaphragmorasealontheorresultinlargeamountsofleakageofinthetooling,therebymakingtheprocessmoreattractivethantheaboveprocesses.Theobjectiveofpresentresearchistoreanddevelopthepresentprocess,anddeterminethecorrelationbetweentheformingparametersoftheprocess.Theoretical-andnite-elementanalyseshavealsobeenperformedtogainmoreunderstandingofthemechanicsoftheprocess.TheprincipleoftheprocessAnillustrationofthebasicsoftheprocessisshowninFig.1.Whenthepressramdescendstostartthedrawingprocess,the inthedeviceispressurized.Thetop-enddiameterofthepunchsubjectedtothepressureissmallerthanthediameterofthepunchdrawingthecup,andthepressuregeneratedishigh.Thepunchandtheblankholderaresubjectedtothesamehydrauli